一种合成法制氯化氢的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用合成法制备氯化氢的方法，其特征在于在催化剂的作用下，于650℃-800℃焙烧炉内采用硫酸浓度在60°Be分解食盐，其中.硫酸与食盐的重量分数比氯和氢按1∶1，产生氯化氢。其中所述的催化剂为海绵状铂、木炭、多孔物质、石英或泥土。本发明专利技术的制备方法，工艺合理，制作简单，是氯化氢制备的最简便理想技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工产品制备方法
，特别是一种合成法制氯化氢的技术，适合于生产氯化氢。
技术介绍
氯化氢是氯元素的重要存在形态，也是非常重要的化工产品和原料。主要用于生产PVC、聚氨酯、环氧树脂、有机硅、合成橡胶、氟氯烃、Τ 02涂料及一些农用化学品、建筑材料和一些医药制剂等。化工生产大量消耗氯气的同时，通常产生等摩尔的氯化氢气体，因此氯化氢是工业上一种常见的副产物。而HCl是一种价格便宜、很难处理的化学品，过去常采用水吸收法制成盐酸出售或用碱液中和后排放。将HCl直接转化成C12加以利用，实现氯元素在工业体系中的循环利用和反应过程的零排放，带来巨大的经济效益，符合当代资源循环型社会发展的总体要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，原有技术是不能得到氯化氢， 采用本法会大大提高生产效率，本方法提供了一种设备及工艺。该技术不仅工艺合理，并解决了生产氯化氢的问题。本专利技术采用的技术方案是一种采用合成法制备氯化氢的方法，其特征在于在催化剂的作用下，于 6500C -800°C焙烧炉内采用硫酸浓度在60° Be分解食盐，其中.硫酸与食盐的重量分数比氯和氢按1 1，产生氯化氢。所述的催化剂为海绵状钼、木炭、多孔物质、石英或泥土。本专利技术公开了一种合成法制氯化氢的技术，焙烧法系利用沸点比盐酸高的硫酸分解食盐，产生氯化氢。此法由于需在高温下反应，通常是在焙烧炉内进行。(1)原理此法是基于食盐与硫酸的反应，其反应式为2NaCl+&S04 — Nei2S04+2HC1 个 此反应完全是离子反应，实际上分为两步进行，第一步为NaCl+&S04 — NaHS04+HCl 个此反应不需要高温，稍微加热(约在150°C )，即可完成。在此温度下反应不能再继续进行，只能生成硫酸氢钠和氯化氢。但当温度继续升高到600°C以上时，即可进行第二步反应，其反应式为NaHS04+NaCl — Nei2S04+HC1 个此反应温度在650°C左右，进行顺利，至800°C完成。在反应过程中，所用硫酸浓度在60° Be (波美度)左右。由此可见，硫酸氢钠亦可用来生产氯化氢。在硫酸法制作硝酸时，其副产NaHSO4可用于制造盐酸，如上式反应，故NaHS04亦称硝饼。制得的中性硫酸钠(Na2SO4),常称为盐饼，或称芒硝，其无水化合物又称为元明粉。 元明粉则用于染料工业，是重要化学工业原料。硫酸与食盐的热效应的反应式为2NaCl+H2S04 ^ Na2S04+2HCl+Ql 个该反应为吸热反应，温度变化对反应影响不大。但是由于硫酸具有脱水作用，反应的热效应于使用的硫酸浓度有关。硫酸浓度愈低，热耗量愈大。在使用100% H2SO4,反应温度为t°C时，热效应Q/Tkcal/(g.mol)]可用下式计算 Ql = -16. 3+0. 015t 在使用93 %的硫酸，反应温度为t°C时，热效应Q/ 可用下式计算 Q2 = -23. 9+0. 0192t用上述二式可计算出，在25°C时，Ql = -15. 8kcal/(g · mol)，Q，2 = -23. 4kcal/ (g · mol)。由以上情况看来，反应混合物加热之后，反应方可顺利进行。除此而外，反应温度还影响盐饼的形态。根据反应温度的不同，生成的硫酸钠可用全部留于液相内，也可以部分地呈酸性盐结晶析出。其酸性盐的成分如下2Na2S04 · 9H2S04, Na2SO4 · 2H2S04, Na2SO4 · H2SO4(NaHSCM)，3Na2S04 · H2S04 最后可使Na2S04结晶析出。硫酸钠在硫酸中的溶解度，因温度不同而异，例如在0°C时，溶解度为4% (质量分数)；到186°C时，溶解度即达59%，温度升高到270°C时，溶解度增加到67% ；其后温度继续升高，但溶解度的升高即行转慢。在制造过程中，如果NaCl有三分之一已经反应，在109°C以下时，全部反应物可以凝结成结晶混合物Na2SO4 · 2H2S04。如果NaCl的转化率达到50%，其温度在186°C以下，则食盐与NaHSO4凝固。当转化率达到75%，温度在270°C以下时，反应物可以全部凝结，生成残余NaCl和Na3H(S04) 2所构成的硬块。当温度升高到270°C以上时，硫酸氢三钠即行熔化，生成酸性溶液继续和残余的 NaCl相作用，最后形成中性硫酸钠。(2)原料①氯作为原料用的由电解产生的氯气可以经过干燥或不经干燥处理。为了避免输送气体管材的腐蚀，大多数工厂均采用干燥氯气。电解时所生成的氯，因其中含有适当量的水分，所以先经过干燥塔进行干燥。常用的干燥工艺为硫酸三塔干燥流程。在三个干燥塔内，注入浓硫酸(98%)，硫酸经过吸收水分后，其浓度降至90%，将此硫酸自1号塔送至2号塔，经与氯接触后，其浓度降为80% ；再送入3号塔，最后成为稀硫酸(50%)排出，处理或另作别用。含水氯气依次通过3、2、1号塔得到干燥氯气。②氢氢气可以是外购或自产。如用电解食盐水制得的氢通常仅用简单的水洗除碱雾并同时冷却，而不作干燥处理。①合成(i)影响合成反应的因素及操作条件氯和氢的合成反应和温度、水分、催化剂、氯氢的物质的量比等因素关系极大。在常温和散射光线下反应进行得很慢，但在强光(直射的阳光或镁焰等)照射或高温下则反应非常迅速剧烈，以致发生爆炸。因此，在确定操作条件时应注意既要考虑使反应不中断， 又不存在爆炸的危险。a.温度氯气和氢气在常温常压和无光的条件下反应进行得很慢，在440°C以上即能迅速化合。当有催化剂存在时，150°C就能剧烈化合，甚至发生爆炸。在温度高的情况下反应完全，但在温度高于1500°C时有显著的热解现象。火焰温度一般为700 900°C。出合成炉气体温度在400°C左右。b.水分绝对干燥的氯气与氢气是很难起反应的。当有微量水分存在时可以增进反应速率，水分是促进氯与氢化合的媒介。但据资料介绍，如果氯和氢的水分含量超过 0. 005%时，水分对反应速率就不再产生显著影响。c.催化剂催化剂的存在使反应能力发生变化。海绵状钼、木炭等多孔物质和石英、 泥土等矿物质存在时能起催化作用，促使反应速率提高。d.氯和氢的物质的量比氯和氢按1 1的物质量比化合。但在实际操作时都是控制氢过量，以避免在产品中有未反应的氯，影响氯化氢的质量。过剩量一般在5%以下，最多不超过10%。在氢过量太多时，若有气体漏出或空气吸入会形成燃烧、爆炸的不安全因素。为了安全起见，氢气在进入合成炉前必须设置阻火器，以与前面工序隔离，防止因局部的燃烧或爆炸影响整个系统。附图说明盐酸制造及氯化氢干燥流程图；其中1-合成炉；2-空气冷却器；3-尾气吸收器； 4-降膜式吸收塔；5-盐酸槽；6-水冷却器；7-稀硫酸干燥塔；8-浓硫酸干燥塔；9-气、液分1 " ο本专利技术制备的盐酸无色非可燃性气体。有极刺激气味。分子式HC1。分子量 36. 47。相对密度 1. 268 (air = 1. 000)或 1. 639g/l。熔点-114. 3°C。沸点-850C0 在空气中呈白色的烟雾。极易溶于水，生成盐酸。有强腐蚀性。能与多种金属反应产生氢气，可与空气形成爆炸性混合物。遇氰化物产生剧毒氰化氢。具体实施例方式下面结合实施例说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种采用合成法制备氯化氢的方法，其特征在于在催化剂的作用下，于６５０℃－８００℃焙烧炉内采用硫酸浓度在６０°Ｂｅ分解食盐，其中．硫酸与食盐的重量分数比氯和氢按１∶１，产生氯化氢。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李中元，
申请(专利权)人：天津市泰亨气体有限公司，
类型：发明
国别省市：12